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<table height="2614" cellspacing="0" cellpadding="0" width="641" border="0"><tbody><tr><td valign="top" colspan="2" height="158"><p><font size="2"><b>摘要</b><br/><br/>本文主要藉由氣體輔助注塑<font face="Arial">gasmold</font>產品成功應用實例,就家電產品,汽機車零件,資訊產品方面提供相關業界參考.同時針對產品開發與技術整合相關關鍵技術要點,由注塑業者,模具設計,產品開發設計等角度分析;期望能使有興趣或有心從事此技術業者能事半功倍,如果先有全盤了解並做好相關配套整合工作,未來一定可順利達成公司營運目標:(1)產品快速完成導入量產,(2)超高產品良率與設備稼動率,(3)善用此技術從整合多零件設計為一體化,減少零件費與組立成本,同時提供產品特殊外型或功能,進一步提升產品附加價值. 本人從事此技術已有十五年以上,參與近百套模具與產品開發設計及生產製程.期望未來業者能善用其優勢,並克服其缺點與瓶頸而一舉成功!本文同時提供(一). 氣道設計與氣針要領 (二). 成型品質與量產技術要領與 <font face="Arial">gasmold</font>的<font face="Arial">10</font>個基本原則.<br/><font face="Arial"><br/></font><b>關鍵字</b>：氣體輔助注塑成型,氣道設計,氣針, <font face="Arial">gasmold</font>,流動平衡,橫向滲透,進氣延遲時間<br/> </font></p></td></tr><tr><td bgcolor="#ffffff" colspan="2" height="240"><p><font size="2"><b>一、 前言</b></font><br/><br/><font size="2">為何要採用氣體輔助注塑成型?<br/>本文特別針對產品應用實例板件產品或塑膠件取代金屬件為實例,其中家電產品,以電視機外殼等產品為例,降低鎖模力,克服外觀縮水,並提供優良尺寸收縮及結構強度.另外特別針對<font face="Arial">PP</font>材料電腦馬桶與電鍋蓋,由於外觀平整性與強度非常重要,因此如何完成氣道設計亦是關鍵!<br/><br/>氣體輔助注塑成型製程為何?<br/>氣體輔助注塑成型<font face="Arial">gasmold</font>成型過程(如圖1所示),氮氣主要是取代注塑機保壓功能,因此氣體進氣時間與壓力大小皆要配合產品厚度,材料,流動長度及氣道大小,氣針位置.因此過程中氮氣不可漏氣或壓力不足現象,以及其他因為設備氣針塑料等因素皆要考量.生產現場設備與氣壓控制監視壓力曲線(如圖2及3所示).<br/><br/>氣體輔助注塑成型投資效能為何?<br/>如果我們希望投入與產出能達成高回收率,就目前注塑業者而言,其一次投入成本最高,如果以成本降低而言應以產品開發者佔優勢,無論是結構強度與尺寸穩度收縮小,或外觀品質提升皆可以獲得較高競爭力, 如果有零件減少一體化設計與工法取代金屬件或<font face="Arial">SMC</font>製程,則成本將大為降低.整體而言此技術非常有競爭力,本文並就注塑,模具,成品等業者個別分析回收利益與成本風險要項(如圖4及5所示).<br/> </font></p></td></tr><tr><td bgcolor="#ffffff" colspan="2" height="201"><p align="justify"><font size="2"><b>二、內容</b></font><br/><br/><font size="2">氣體輔助注塑成型早期皆以粗厚件成品為主(如圖6右所示),因為省材料及縮短成型時間,而提高產能並降低成本.然而因應目前產品大型化,如<font face="Arial">LCD</font>大尺寸電視(如圖7及8右所示),,背影式投影電視機,產品必須有很大長寬比設計,此類模具非常大而昂貴,變形量與縮水更不易克服.此類產品皆屬於板件產品(如圖6左所示).特別以喇叭音箱前殼為例,其為氣體輔助注塑技術應用代表作,技術優點說明如下:<br/>(1). 取代厚重木質材料: 其塑料厚度大有吸振性 <br/>(2). 造型優良: 取代木質曲面加工, 減少人工成本<br/>(3). 零件減少: 內部固定栓一體化設計<br/>(4). 喇叭密孔網: 低壓成型網孔無短射或毛邊<br/>(5). 強度佳音質良: 因為氣道非常大, 產品明顯減低共振共鳴.<br/><br/>以下將針對家電業,汽機車業,電腦資訊業者提供產品開發應用實例,並做相關技術背景分析,期望業界可快速掌握方向,進一步掌握機先提升產品競爭力.</font><br/><br/><font size="2"><b>(一). 家電應用實例(如圖7所示)</b><br/>一般皆以電視機最早廣泛使用,目前幾乎都採用此方法生產,尤其LCD液晶電視更是如此(如圖8與9所示).除了電視機之外,冷氣機導流板 (如圖10所示)與電冰箱塑膠件皆普遍使用.其中優點與技術說明如下:<br/><br/>電視機應用<br/>(1). 結構強度佳: <font face="Arial">CRT</font>固定<font face="Arial">Boss</font>底部氣道設計克服強度與縮水問題 <br/>(2). 少注塑澆口: 少熔合線.<br/>(3). 低保壓成型: 無毛邊或短射問題, 產品尺寸安定, 變形量少<br/><br/>冷氣機應用<br/>(1). 冷氣機導流板: 尺寸變形量非常重要, 也是此技術最能提供利基.<br/>(2). 結構簡易化: 模具減少滑塊機構, 減少模具費, 並提供強結構與優良尺寸精度<br/>(3). 噪音低: 主要因為導流板變形量小,此為冷氣機之核心品質重點, 因此冷氣機應用非常廣泛.<br/>就技術本身而言,此產品之注塑澆口與氣針位置皆要與傳統設計不一樣! (如圖<font face="Arial">11</font>)<br/>因為氮氣永遠往阻力最小! 也就是溫度最高壓力最小,如流動最末端或厚度較厚 (如水往低處流一般 ), 因此模具設計與產品設計必須同步整合完成,除了氣道中空之外,同時要考量關品質.(如縮水,熔合線,包風…等)<br/><br/><font face="Arial">PP</font>材料之電鍋蓋(如圖<font face="Arial">12</font>所示)及電腦馬桶座應用<br/>由於<font face="Arial">PP</font>材料縮收率大,氣道設計明顯加大,氣體非常容易穿透氣道及一般產品肉厚,造成橫向滲透一發生而發生開模厚產品表面突起不良品,因此電腦馬桶座應用澆道設計與斷面尺寸非常重要!(如圖13所示),其主要採用此技術如下:<br/>(1). 結構強度佳: 提供承受重壓力強度, 因為底部氣道設計克服強度與縮水問題<br/>(2). 節省內部墊圈: 零件減少化,減少成本<br/>(3). 組合尺寸密合度: 氣道設計低變形量, 避免<font face="Arial">PP</font>防菌材料料產品易變形造成組立品質不良.<br/>(4). 表面品質佳: 因保壓良好而避免表面凹陷不良現象.</font><br/><br/><font size="2"><b>(二). 電腦資訊應用實例(如圖<font face="Arial">14</font>所示)</b><br/>一般就成本效益而言,此類產品都只是就品質改良而導入, 就電腦底座可增加強度,模具因補肋數量減少,氣道強度可以補強,模具加工容易. 電腦前殼與主機外蓋可使品質改良及尺寸精度提高.對於此類板件產品,設計者同時必須同時掌握模具與注塑成型技術要領. <br/>就成本而言卻是非常重要:<br/>此類產品數量非常龐大, 但是毛利相對很低,因此材料成本卻是非常重要. 因此開發此類產品第一準則就是降低材料重量,產品設計者需要整體考量產品需求與規格,再無其他顧慮下,建議將產品厚度減少,追加局部氣道幫助流動與氣體全面保壓,也就是 ” 全面打薄,局部加厚”進而 “產品很輕又很壯”.<br/><br/><b>(三). 汽機車應用實例(如圖<font face="Arial">15</font>及<font face="Arial">16</font>所示)</b><br/>汽車應用最多於美國與日本車種, 尤其是美國福特汽車與通用汽車先期投入非常多,之後日本與台灣陸續使用此技術,尤其裕隆汽車與豐田汽車於台灣使用亦很多;另外機車於光陽, 山葉機車等皆陸續使用. 其中使用氣輔大多克服PP材料易變形問題,如保險桿,門飾板,音響面板,安全帶門柱外殼…等. 現就福特汽車門窗導槽及門柱蓋,前乘客置物箱,及機車頭燈罩舉例說明.<br/><br/>福特汽車門柱蓋應用(如圖<font face="Arial">15</font>右上所示)<br/>(1). 優異微小變形量: PP材料因氣輔技術使得產品變形量小, 汽車組立縫隙小而減小噪音.<br/>(2). 強度佳: 因中空氣道設計造成門蓋剛性強度大增.<br/>(3). 產品設計須注意: 因為氣道未端須有緩衝區 (如圖<font face="Arial">17</font>所示), 以確保氣道完全穿透中空. (此為設計者事先需考量)<br/><br/>福特汽車門窗導槽應用設計(如圖<font face="Arial">18</font>及<font face="Arial">19</font>所示) <br/>(1). 塑膠化: 採用塑膠件取代金屬件<br/>(2). 優異微小變形量: 提供優異尺寸精度, 使塑膠化成真.<br/>(3). 導槽氣道中空化: 氣道必須全部穿透, 否則會造成縮水及變形<br/>(3). 產品設計須注意: 因為導槽為U字型, 左右兩側璧厚之氣道尺寸應考量流動因素<br/>(4). 採用<font face="Arial" size="2">CAE</font>模流分析: 設計者必須事先考量 <br/><br/>前乘客置物箱應用(如圖<font face="Arial">15</font>下所示)<br/>(1) 優異微小變形量: 產品變形量小, 汽車組立縫隙小減小噪音.<br/>(2). 強度佳: 因中空氣道剛性強度大, 強度增強.<br/>(3). 設計一體化: 少一套模具, 將內外件組合成一件化<br/>(4). 降低成本: 減少組裝費與成型費皆可大幅節省成本<br/>(5). 模具設計須注意: 如何充分中空化及固定孔位置需考量.<br/><br/>機車頭燈罩應用 (如圖<font face="Arial">16</font>左所示)<br/>(1) 塑膠化: 採用塑膠件取代金屬件<br/>(2) 必須使用PP材料: 安全有彈性, 抗彎性與耐厚性佳<br/>(3). <font face="Arial">PP</font>材料: 因為氣體中空成型, 尺寸精度良好, 此應用PP材料塑膠化才可行<br/>(4). 造型優良: 增加產品特色,創造流行.<br/>(5). 模具設計須注意: 如何充分中空化及固定孔位置需考量.<br/> </font></p></td></tr><tr><td bgcolor="#ffffff" colspan="2" height="201"><p align="justify"><font size="2"><b>三、氣體輔助注塑技術要領</b></font><br/><br/><font size="2"><b>(一). 氣道設計與氣針要領</b><br/>氣體輔助注塑技術產品氣道設計除了解決品質改善目標外,更需要注意成品生產良率與成本降低.尤其是產品厚度大小與氣道斷面尺寸及氣道安排位置很重要,需注意澆口與氣針.<br/>(1) 塑膠結構: 本文特別以大尺寸產品應用,其採用PP塑膠,成本安排結構設計(如圖<font face="Arial">20</font> 所示) <br/>(2) 尺寸變形量小: 因為氣體中空成型, 氣道中空後無縮水凹陷,尺寸精度良好(如圖<font face="Arial">21</font>與<font face="Arial">22</font> 所示) <br/>(3) 熱澆道澆口: 採用熱澆道時其澆口務必為閥式澆口,且要加工良好無溢料,否則會將氣針堵住造成排氣不良而氣爆. <br/> (如圖<font face="Arial">23</font> 所示) <br/>(4) 調整氣體成型壓力: 因為PP材料收縮率大易凹陷所以氣體壓力不宜太快與太大(如圖1 所示),調整進氣時間與壓力<br/> 曲線後,產品氣道中空化改善很多(如圖<font face="Arial">24</font> 所示)<br/>(5) 橫向滲透: 主氣道附近產品厚度由<font face="Arial">4mm</font>減為<font face="Arial" size="2">3mm</font>,明顯減少橫向滲透,在無表面收縮狀況下加長進氣延遲時間及高<br/> 壓保壓壓力降低也可改善橫向滲透.但是<font face="Arial">PP</font>材料時氣體更易穿透,因此一般厚度需要在<font face="Arial">3.0mm</font>為佳,如為<font face="Arial">3.5mm</font>以<br/> 上時,其橫向滲透特別嚴重. (如圖<font face="Arial">25</font> 所示)<br/><br/><b>(二). 成型品質與量產技術要領: <font face="Arial">gasmold</font>的<font face="Arial">10</font>個基本原則(如圖<font face="Arial">26</font>所示)</b><br/>氣體輔助注塑技術和傳統射出一樣,仍然有各種注塑不良問題(如圖<font face="Arial">27</font>所示),其中很多和產品模具設計,氣道設計,氣針與澆口安排非常有關係,對於氮氣中空注塑技術更有崎嶇路障及瓶頸,設計者需因勢利導,了解原理與技術要領,產品技術合方向必須先確認對,方才可進行設計細節與配套工作.<br/> </font></p></td></tr><tr><td bgcolor="#ffffff" colspan="2" height="175"><p align="justify"><font size="2"><b>四、結 論</b></font><br/><br/><font size="2">(1)筆者建議未導入之前,需確認已了解此製程之優點與缺點,尤其是缺點與瓶頸更要列為產品是否要導入此技術否? <br/> (如圖<font face="Arial">28</font>所示)<br/>(2)導入氣體輔助注塑技術於公司評估時,必須明確確認各方面是否有符合目標要求. 例如就時效, 產品,設備,技術, 專<br/> 利等是否皆已符合明確目標.(如圖<font face="Arial">29</font>所示)<br/>(3)事先進行技術評估(可行性), 產品設計,模具設計,注塑成型等方面皆要配套在一起,並且整合完成.(如圖<font face="Arial">30</font>所示)<br/>(4)經驗與實務是非常重要. 如果技術觀念正確,產品方向應該更容易確認並找出很好產品開發應用,只要注塑成型與模<br/> 具業者事先由成品業者整合,一開始配套技術整合先完成,相信注塑成型業者較容易配合,開發時程才能有效控制與<br/> 縮短.<br/>(5) 針對注塑成型與產品開發,模具業者,其能否快速量產與量產良率提高. 而上述技術要領將是關鍵. 此亦為此技術產<br/> 品應用能否更普及之重點.</font></p></td></tr></tbody></table> |
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发表于 2007-2-7 17:37:00
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